摘要 ：在電力系統運行中，變電運行部門是維護電網運行管理的重要執行機構，加強對變電運行的管理是減少危險點的重要舉措。直流系統的穩定可靠對變電站的安全運行起著至關重要的作用，因為直流系統要給繼電保護、控制、信號、計算機監控、事故照明、交流不間斷電源等提供電源，因此對供電的可靠性要求很高。本文通過一起變電站全停事故， 分析了主變后備保護邏輯、所用電源、蓄電池等存在的諸多設備缺陷和問題，并提出了解決方案。
關鍵詞： 變電站，全停事故， 分析
Abstract: in the operation of the power system, the substation running department is maintenance of power network operation management important executive mechanism, strengthen the management of the substation operation is to reduce the danger point the important action. Dc system is stable and reliable safety operation of the transformer substation plays an important role, because dc system will give the relay protection, control, signal and computer monitor, accident lighting, exchange uninterrupted power supply and provide power supply, so the power supply reliability demanding. This article through the transformer substation with full stop accident, analyzed the main transformer mothball protection logic, the power supply, battery are many equipment defects and problems, and put forward the solutions.
Keywords: substations, full stop accident, analysis
中圖分類號:TM411+.4 文獻標識碼：A 文章編號：
前言
某地區某110kV數字終端變電站有主變2臺，110kV、35kV、10kV接線方式均是單母分段，110kV進線2條，正常方式時110 kV線路2作為主供電源，線路1作為備供電源，投線路備自投方式，35kV、10kV母線均分列運行(見圖1)。35kV流變電子式互感器，二次輸出為0.15-1.5V低電壓，通過智能單元轉換成光信號后傳輸給保護測控裝置。所有電源分別取自接在10kV兩段母線上的兩臺所變，直流母線只有一段。
1 事故經過
2010年9月8日，13：44運行人員報該變電站全站失電，35kV開關室有煙。14：05分檢修中心人員到現場，初步檢查發現：35kV開關室302開關及流變有放電痕跡，直流系統高頻充電機無交流輸入，蓄電池也無直流輸出，直流母線失電，所有保護、自動化裝置都掉電，主變及其它設備無異常。待10kV臨時從外部倒送電并送上所用電后，將直流電源恢復，然后查看所有保護裝置均無動作信息，后臺機上也查不到任何保護動作或告警信息。15：30左右，故障設備被隔離，其余設備恢復正常運行，事故共造成負荷損失25MW。
2 原因分析
一起普通的流變燒毀事故為何會發展成全站失電事故?302開關流變燒毀為何302開關沒跳閘?302開關未跳閘為何主變高后備保護未動作跳開702開關?主供電源失去為何備自投未動作導致全站失電?
2.1繼電保護動作行為分析
現場進一步檢查發現，發現302開關下樁頭至流變連接處嚴重燒傷，可肯定故障點應該在302開關與流變之間。該302開關流變為電子式互感器，保護極二次繞組采用羅氏線圈原理，輸出為0.15-1.5V低電壓，通過專用線纜與智能單元連接。對302三相流變進行了檢查試驗，發現流變內二次線圈繞組也已燒毀開路，智能單元接收不到電子式CT的輸出，誤判為二次回路故障，閉鎖主變差動保護和中后備保護。
在差動和中壓側后備保護被閉鎖沒有動作切除故障的情況下，本應由110kV后備保護應該動作切除故障，但檢查高后備保護裝置時發現后備過流保護采用復合電壓閉鎖，且三側的后備保護均采用本側電壓，也就是高后備保護的復壓取的是110kV側電壓，低電壓定值60V,負序電壓定值為6V開放保護。查看主供線路對側故障錄波圖(見圖2)，發現該故障經主變傳變后對110KV電壓系統影響并不大，三相電壓下降幅值幾乎相等，負序電壓不能開放，三相電壓下降幅度均在15%左右，低電壓也不能開放，因此110kV后備保護被閉鎖不能動作，只有通過主供線路對側后備保護動作跳閘切除故障，保護動作邏輯均正確。
2.2自動裝置動作行為分析
主供電源失去后，站內線路備自投本應動作投入備供電源，但備自投裝置內一點啟動或故障信息都沒留下，進一步檢查備供電源及備自投裝置邏輯功能均正常，結合事故后直流母線失電綜合分析判斷，備自投裝置未起動應該是由于直流電源失去，裝置失電造成。直流充電機兩路交流輸入分別取自接在10kV兩段母線上的所用變，當主供電源失去后，兩段10kV母線也同時失電，直流充電機兩路交流輸入電源也消失，直流系統本應由蓄電池短時供電，但從事故后全站直流母線失電判斷，故障時蓄電池并沒能及時供電，才導致備自投未正確動作，也未留下任何信息。
2.3直流系統故障原因分析
該變電站直流系統采用18節12V，100Ah德國荷貝克蓄電池，2003年8月投運。隨后對改組蓄電池進行容量測試。利用直流屏自帶的放電設備進行放電測試，剛一開始放電，系統立即切換到均充模式，未能監測到電池電壓變化。于是斷開蓄電池組，采用蓄電池綜合測試儀對電池組進行放電測試，未能放出容量。測試后對電池組單節電池電壓測量，查看直流監控系統，10號電池電壓20.47V(該值為12 V蓄電池模塊采集的最高顯示電壓)，用萬用表測量10號兩端電壓226V。其余電池電壓均正常。測試結束后，合上蓄電池開關，充放電電流表顯示電流為0A。通過以上諸多現象，判斷10號電池已經開路，這也正是導致直流無法輸出的原因。
3 暴露問題及解決措施
綜上所述，這本是一起普通的電力設備損壞事故，但因為保護邏輯存在的缺陷、所用電源接入不合理以及直流系統設備隱患未及時消除等多方原因，導致事故擴大，造成了較大的經濟損失。
(1)主變后備保護邏輯存在缺陷。高后備采用復合電壓閉鎖過流保護，但本側的后備保護復壓閉鎖只能取本側電壓，而不能取另外兩側，在主變中、低壓側故障時可能造成高壓側后備保護復壓閉鎖元件的靈敏度不夠，而閉鎖高后備保護，導致保護越級動作。因此，應對主變后備保護邏輯應進行更改，每一側的后備保護復合電壓閉鎖既可取本側電壓，也可取另外兩側電壓，并可通過壓板或定值來控制。
(2)所用電源接入不合理。兩路所用電源分別取10kV兩條母線，但電源點是同一個，主電源失電后，所用電源也必然失去。因此，如果變電站有兩路所用電源，兩路電源最好取自兩個不同的電源點，一路取自本站，另一路可以取自外接線路。
(3)蓄電池設備隱患未能及時發現并消除。現在一般認為能真實反映蓄電池好壞程度的參數是蓄電池的電導(內阻)，但該變電站直流系統沒有檢測此參數的裝置和設備。只有對蓄電池進行充放電試驗，或真正投入使用并帶上負載后才可能發現蓄電池已虧空開路。因此，要加強直流系統日常巡視管理，可能情況下加裝測試蓄電池的電導(內阻)的設備或裝置，以便能及時發現單只蓄電池的異常或缺陷。
4 結語
隨著社會的發展,用電量越來越大,對電力系統的要求越來越高,系統的安全性、可靠性、穩定性是供電企業最為關心的問題。直流系統作為變電站的“心臟”，應在保證直流系統最大供電可靠性的原則下，根據變電站實際情況制定直流系統運行維護方法，確保直流系統安全可靠運行。雖然此類事故不具備普遍性，但不能放松警惕，必須加強對保護裝置、所用電源、直流系統運行維護方面的管理，發現問題立即整改，避免同類事件的再次發生。
參考文獻
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